Cambio climático y fitoplancton: una mirada al pasado

Las plantas terrestres representan el 99% de la biomasa vegetal y el invisible fitoplancton suma apenas el 1% en un momento dado. Pero no se dejen engañar por este dato.

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Si no les convence Ricky Martin de la importancia del fitoplancton quién lo va a conseguir. Fuente: guioteca.com

Cuando paseamos por un bosque nadie nos tiene que convencer de la importancia de los árboles (que si el aire es fresco, que si da gusto respirar entre ellos…). Pero las microalgas no funcionan como los bosques. Ya lo dijo Ricky Martin: el fitoplancton “Vive la vida loca” y sus ciclos no tienen nada que ver con el perezoso ritmo de vida de un árbol.

La biomasa entera del fitoplancton se renueva en apenas una semana, y multiplicado por la superficie del océano hace posible que estos pequeños seres produzcan tanto ó más oxígeno que todos los bosques del planeta !!

Cuando vemos diatomeas como estas deberíamos agradecerles el oxígeno que nos regalan igual que si fueran árboles. Autor: F. Rodríguez

Y otro tanto podríamos decir de la importancia de las microalgas y los océanos a la hora de absorber dióxido de carbono. Por todo ello nos deben preocupar, y mucho, los efectos del cambio climático en sus poblaciones.

La emisión de gases invernadero comenzó con la revolución industrial y no ha cesado de aumentar a lo largo de los s.XX y XXI. Les gustaría saber sus efectos sobre el fitoplancton?

Pues acudamos a nuestros bisabuelos y tatarabuelos oceanógrafos que hicieron trabajos magníficos con instrumentos (a veces) simples.

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El vapor “National” a su salida de Kiel el 14 de julio de 1889. Autor: Richard Eschke. Fuente: Wikimedia commons

En 1889 partió de Kiel la “Plankton-Expedition”, la 1ª expedicion oceanográfica centrada en el plancton organizada por la Fundación Alexander von Humboldt.

Fueron casi cuatro meses de navegación entre el océano Ártico y la isla de Ascensión en el Atlántico sur, a bordo del “National”.

Sus resultados permitieron estimar la abundancia y composición del plancton en el Atlántico, con el inesperado descubrimiento de que las aguas del Ártico eran mucho más productivas que el océano tropical.

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Victor Hensen (1835-1924) dirigió la Plankton Expedition. Biólogo marino, introdujo por primera vez el término “plancton“. Fuente: Wikipedia

Victor Hensen y sus colegas estimaron la productividad con la escala Forel-Ule (FU). Se trata de un método colorimétrico que asigna un valor al color del mar (entre 1 y 21), en función de su parecido con soluciones químicas que varían desde el azul claro al castaño-amarillento.

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La escala Forel-Ule (FU). Fuente: Teacher at Sea

El azul corresponde a regiones poco productivas y a medida que subimos en la escala FU, la cantidad de clorofila y la abundancia de fitoplancton es mayor.

 

Con esta técnica levantaron un bello mapa de color del Atlántico, revelando el mar oligotrófico de los Sargazos, el afloramiento norafricano y la señal del río Congo.

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Mapa de color del Atlántico basado en la escala FU, en el que aparece también el trayecto seguido por el National (1889). Fuente: Fig. 1 Wernand y col (2013).

La escala FU siguió utilizándose durante el siglo XX en numerosas expediciones oceanográficas, acumulando una ingente cantidad de datos antes de la llegada de los satélites y sus estimaciones de clorofila. Ése es su gran valor, una serie temporal de más de un siglo, justo al inicio de la revolución industrial.

La escala FU no es ningún juego de niños. Es posible usar sus valores para estimar concentraciones de clorofilas tal y como demostraron Wernand y col. (2013), “traduciendo” a clorofila más de 200.000 observaciones de FU desde la Plankton Expedition hasta el año 2000.

Su conclusión fue que a nivel global no existe una tendencia en la clorofila entre 1889 y 2000 aunque a escala regional detectaron, p.ej., descensos en el Índico y aumentos en el Mediterráneo.

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Lo inventó Angelo Secchi en 1865. Fuente: BBC.com

Pero no cantemos victoria que ahora viene el disco de Secchi, uno de los instrumentos más antiguos y simples en oceanografía.

Se trata de un disco blanco de 30 cm de diámetro que se sumerge hasta donde alcanza la vista para estimar la transparencia del agua. Pues bien, existen medidas con disco de Secchi desde 1899 y también sirven para estimar los valores de clorofila.

Fueron Boyce y col (2010) quienes publicaron en Nature las conclusiones de esta serie temporal a nivel global desde 1899 a 2008, en la que incluyeron además medidas in situ de clorofila (espectrofotometría y fluorescencia).

Qué concluyeron esta vez? un descenso global del fitoplancton en 8 de las 10 regiones oceánicas en las que dividieron sus cálculos. Estimaron que la biomasa media desciende ∼1% por año (40% en promedio desde los años 50′) y que todo apunta a que existe una relación inversa con el aumento de la temperatura media de los océanos. El descenso del fitoplancton es más pronunciado en latitudes bajas respecto a las zonas polares y el Índico es la única región donde observaron tendencias positivas generales.

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Proliferación de fitoplancton en el mar de Bering. Imagen de color natural obtenida el 4-IX-2014 mediante el sensor MODIS. Fuente: NASA

Y qué nos dicen los satélites? Las mediciones de clorofila disponibles desde 1979 arrojan una gran variabilidad interanual y decadal que no permite extraer tendencias claras a largo plazo. Desde hace años los satélites permiten estudiar, grosso modo, la composición del fitoplancton aprovechando las distintas longitudes de onda que absorben y reflejan los pigmentos de grupos como las diatomeas, cianobacterias, cocolitofóridos y algas verdes. En realidad estos grupos “ópticos” incluyen a muchos otros pero con sus limitaciones y errores se trata de una aproximación útil.

Rousseaux y col (2015) analizaron una serie temporal (1998-2012) obtenida con sensores SeaWiFS y MODIS, procesada mediante un modelo matemático en 3D del océano (NASA Ocean Biogeochemical Model (NOBM)). Y observaron que en el hemisferio norte existen descensos en todos los grupos de fitoplancton en algunas de las regiones estudiadas, pero el único que mostró un descenso global fueron las diatomeas, especialmente en el Pacífico. Por el contrario, en el hemisferio sur no encontraron descensos significativos.

Los autores del trabajo relacionan sus resultados con un descenso en la profundidad de la capa de mezcla superficial y la consiguiente reducción de nutrientes. La diferencia entre el hemisferio norte y sur la achacan al mayor calentamiento relativo del primero.

A día de hoy me atrevo a decir que los efectos del cambio climático sobre el fitoplancton son impredecibles. Los factores que controlan el crecimiento y acumulación de sus poblaciones son un puzzle con millones de piezas del que apenas tenemos unos miles. Teorías muchas, pero más de un siglo de oceanografía y aún no entendemos del todo cómo se forman y mantienen sus proliferaciones. Hablaremos de ello en la próxima entrada…

Referencias:

-Boyce DG y col. Global phytoplankton decline over the past century. Nature 466 (29 July 2010). doi:10.1038/nature09268.
-Rousseaux CS & Gregg WW. Recent decadal trends in global phytoplankton composition. Global Biogeochem. Cycles Global Biogeochem. Cycles, 29, doi:10.1002/2015GB005139 (2015).
-Wernand MR y col. Trends in Ocean Colour and Chlorophyll Concentration from 1889 to 2000, Worldwide. Plos ONE 8(6): e63766. doi:10.1371/journal.pone.0063766 (2013).
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